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同是10nm工艺芯片 性能差距竟如此之大

发布时间:2017-09-08 17:20:23  来源:机情社   编辑:张宏伟  背景:

  同样是10nm的最先进工艺,在处理器的性能表现上却有着既然不同的表现,作为消费者的我们,在选择时一定要注意区别。

  芯片制造行业是目前技术门槛最高的一个行业,也是与我们日常最息息相关的行业。我们日常生活中离不开的手机,就是芯片高度集中化的产物。

  芯片的制造工艺近年在不断的进步,在十几年前DIY充满了竞争的时候,那时的主流制造工艺是110纳米工艺,而时至今日,芯片的制造工艺也只剩下了个零头,2017年的最新制造工艺已经提升到了10nm。

  制造工艺的提升,对于手机处理器的全方位提升是最为明显的。它能在相同的封装面积上,让处理器承载更多的电子元件,最直观的提升就是晶体管数量,它的多少会直接决定处理器性能。显然更先进的工艺技术,可以让芯片容纳更多的晶体管;同时更加精细的制造工艺,还可以让芯片面积有效减少,它为手机的内部设计提供了更多的发挥空间。

  更精细的制造工艺,除了能够承载更多的电子元件外,还能尽可能缩小电子元件的间距。它对于芯片的能耗表现可就更为重要了,它能使不同晶体管终端的电流容量降低,从而提升他们的交换频率。因为每个晶体管在切换电子信号的时候,所消耗的动态功耗会直接和电流容量相关,从而使得运行速度加快,能耗变小。

  这也是为何旗舰定位的顶级处理器,一定要去选用最先进工艺技术的原因所在,而要说的白话一点,就是先进的工艺会提升性能,降低功耗,提高续航。

  因此在2017年的顶级手机处理器中,不约而同的均选择了10nm工艺。已经在市场中驰骋多时的高通骁龙835与三星Exynos 8895就不多说了,即将在9月发布的苹果新机,使用的A11处理器采用10nm工艺打造,甚至是联发科的最新款Helio X30,也砸钱上了10nm工艺。简而言之就是,不采用10nm工艺,还真不好意思自称顶级旗舰。

  相同的10nm工艺打造,在不同的处理器之中,还会有明显的性能差距。目前手机处理器中的两家最主要代工厂,就是三星和台积电,两家同样采用10nm工艺,但工艺上肯定会有区别,但它们毕竟是同一代的工艺技术,差别肯定存在,不过并不会太明显。就如同A9处理器那样,两个不同版本的A9处理器,确实存在性能差异,但整体差距并不大,就连对品质极为挑剔的苹果也是如此认为。

  而从市场环境上来看,在10nm这代工艺技术上,目前显然三星是赢家,使用三星10nm工艺打造的骁龙835与Exynos 8895早在市场中驰骋多时,台积电所代工的联发科Helo X30却只是坎坎的出货。率先完成量产的三星10nm工艺,虽说良品率远远比不上成熟的14nm,但至少早就达到了量产标准,并且已经开始推进10nm LPP工艺了,它能进一步降低处理器功耗。在这方面来说,台积电甚至Intel都是追赶者。

  那么在相同的工艺技术下,决定手机处理器性能的关键,其实就是SOC的架构与定制化方案了。高通骁龙835与联发科Helio X30两款处理器,则是最明显的例子。

  图形性能是关键

  高通骁龙835与联发科Helio X30均采用10nm工艺打造,但两款处理器的性能区别可是极为明显,我们不妨先来看看搭载这两款处理器的手机跑分。小米6与魅族Pro 7的跑分成绩相差了足有2万分之多,在硬件规格方面,二者高度一致,仅在处理器配置上有所区别。

  从安兔兔的跑分来看,最明显的差距图形方面了,这里涉及的是GPU的性能方面。高通骁龙835所使用的是Adreno 540 GPU,它支持OpenGLES3.2、完整的OpenCL2.0、Vulkan和DX12,主频提升到了710MHz,整体性能非常强劲。

  图形性能不单关系到系统的流畅程度,对于很多手机用户来说,它还是游戏性能的保证。这点上Adreno 540更是有着得天独厚的优势。以目前最火爆的手机游戏《王者荣耀》来说,高通与腾讯方面进行了深度合作,开发出了高帧率模式,很多搭载骁龙835处理器的手机均支持该模式。使用该模式玩《王者荣耀》,可以将最大帧率提高到60帧,整个游戏过程会异常的顺畅,体验远不是30帧的环境能比拟的。

  相比较之下,Helio X30所使用的PowerVR 7XTGT7400 Plus(800 MHz)就要稍逊一筹了,Imagination的PowerVR系列GPU可谓是苹果的御用产品,其性能不需要我们去怀疑,不过但从硬件规格来看,它还是略逊Adreno 540。

  口说无凭,我们来个最简单的对比方法——跑分。使用两款处理器的手机小米6和魅族Pro 7对比一下,在关乎GPU表现的3D得分上,72000+ VS 41000+的分数一目了然,Adreno 540在图形性能上有着绝对优势的表现。

  自主架构很重要

  高通骁龙835与联发科Helio X30的最大区别,其实就是公版方案与半定制化方案之间的区别。Helio X30完全遵循ARM公版架构,十核三簇的架构中,两颗2.5GHz的A73核心、四颗2.2GHz的A53核心以及四颗2.0GHz的A35核心,十个核心分工明确。不过高端处理器就配2个A73核心,这实在有些说不过去。

  骁龙835处理器则采用半定制化的方案,Kryo 280是A73的半定制方案,具备异步多核的运算能力支持,可以根据实际使用需求,调整每一个核心的频率,比起Big.Little更具灵活性。

  连接技术高通强无敌

  在手机的各项性能之中,网络性能总是被我们所忽略,不过这方面才是最影响体验的,开个网页都老是“转圈圈”的话,那显然会让人很不爽。

  联发科处理器以往在网络上一直是短板,Helio X30则有了很大的改观,下行支持三载波聚合、速度可达450Mbps,上行支持双载波聚合、速度可达150Mbps,具有LTE Cat.10/13标准。

  高通骁龙835在这方面则完全是秒杀,其配备骁龙X16 LTE调制解调器,可以实现千兆的传输速率。支持3CA载波聚合、4x4 MIMO、256-QAM等技术,下行速率达到1Gbps峰值,具有LTE Cat.16/13标准。这种数字上的碾压显然是让人无法反驳的。

  显然同样的10nm工艺,最终的性能表现也是有很大区别的,而在目前的市场环境下,10nm处理器的首选必然是骁龙835了。


本文来源:机情社

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